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Bioengineering

생리 연구를위한 모든 고체 이온 선택성 전극 (ASSISE)를 기반으로 다중 분석 바이오칩 (MAB)

Published: April 18, 2013 doi: 10.3791/50020

Summary

전도성 고분자 (CP) 트랜스 듀서에서 생성 모든 고체 이온 선택성 전극 (ASSISEs) 액체 매체의 기능적 수명이 몇 달을 제공합니다. 여기, 우리는 실험실 - 온 - 칩 형식 ASSISEs의 제조 및 교정 과정을 설명합니다. ASSISE 복잡한 생물학적 매체에서 장기간 보관 후 가까운 따른다 Nernstian 기울기 프로파일을 유지 한 것으로 설명된다.

Abstract

환경, 생물 의학, 농업, 생물, 그리고 우주 비행 연구 실험실 - 온 - 칩 (LOC) 응용 프로그램은 복잡한 생물학적 매체 1-4 장기간 보관을 견딜 수있는 이온 선택성 전극 (ISE)가 필요합니다. 모든 고체 이온 선택성 전극 (ASSISE)는 앞서 언급 한 응용 프로그램에 특히 매력적이다. 일괄 처리를 허용, 쉬운 건축, 낮은 유지 보수 및 (잠재력)의 소형화 : 전극은 다음과 같은 유리한 특성을 가지고 있어야합니다. 미세하게 ASSISE은 H +, 캘리포니아 2 +, 및 CO 3 2 정량화하기위한 것 - ​​이온이 건설되었다. 그것은 고귀한 금속 전극층 (즉, 백금), 전달 계층 및 이온 선택 막 (ISM) 층으로 구성되어 있습니다. 전달 계층 함수는 측정 전기 신호로 이온 선택 막 농도 의존적​​ 화학 잠재력을 형질 도입합니다.

티그는 ASSISE의 수명은 층 / 멤브레인 인터페이스 5-7 전도성의 잠재력을 유지에 의존 찾을 수 있습니다. ASSISE 작동 수명을 연장함으로써 계면 층에서 안정 가능성을 유지하기 위해, 우리는 (자세 / AgCl을)은 / 염화은 대신 전도성 고분자 (CP) 폴리 (3,4 - 에틸렌) (PEDOT) 7-9 활용 변환기 레이어. 우리는 우리가 다중 분석 바이오칩 (MAB) (그림 1)라는 실험실 - 온 - 칩 형식으로 ASSISE을 구축.

(측정 범위 0.01 밀리미터 - 1 - MM) 및 CA 2 + (1 mm의 로그 선형 범위 0.01 ㎜) 테스트 솔루션의 보정은 MAB가 산도 (작동 범위 산도 4-9), CO 3 2를 모니터 할 수 있습니다 것을 보여 주었다. 산도의 MAB는 조류 중간에 거의 한 달 저장 한 후 가까운 따른다 Nernstian 경사 응답을 제공한다. 탄산 바이오칩은 기존의 이온 선택성 전극의 그것과 유사 전위차 프로필을 보여줍니다. 관심 회원ogical 측정 모델 시스템의 생물학적 활성, microalga 클로렐라의 vulgaris를 모니터링하기 위해 사용되었다.

MAB 크기, 다양성의 장점을 전달하고, 분석 감지 기능 멀티 플렉스, 지구 또는 공간에 많은 제한 모니터링 상황이 적용하고.

바이오칩 설계 및 실험 방법

바이오 칩 차원에서 10 × 11mm이며, 작업 전극 (WES) 5 Ag / AgCl 기준 전극과 같은 기준 전극 (해상도)로 지정 9 ASSISEs 있습니다. 각 작업 전극 (WE) 직경 240 μm의과 동등 직경 480 μm의 수 있습니다 정규 표현식에서 1.4 mm 이격되어 있습니다. 이 전극은 0.5 mm × 0.5 mm의 차원과 전기 접촉 패드에 연결됩니다. 회로도는 그림 2에 표시됩니다.

순환 전압 전류 법 (CV)와 galvanostatic 증착 방법은 Bioanalytic를 사용하여 PEDOT 필름을 electropolymerize하는 데 사용됩니다알 시스템즈 (BASI) C3 셀 스탠드 (그림 3). PEDOT 필름의 카운터 이온이 관심의 분석 이온에 맞게 맞게 조정됩니다. 폴리 (스티렌) 카운터 이온 (PEDOT / PSS)와 PEDOT는 H +와 CO 3 2 활용 - 황산염 (카소 4와 같은 솔루션에 추가)와 하나가 칼슘 2 +에 활용되는 동안. PEDOT 코팅의 전기 화학적 특성은 우리는 산화 환원 활성 솔루션 (페리 시안화 칼륨 즉, 2 MM (K 3 철 (CN) 6))에 이력서를 사용하여 분석됩니다. CV 프로필을 기반으로, 랜들 - Sevcik 분석은 유효 표면적 10를 결정하는 데 사용되었다. 1,500 rpm으로 스핀 코팅 MAB 작업 전극 (WES)에 1 ~ 2 μm의 두께 이온 선택 막 (ISMS)를 캐스팅하는 데 사용됩니다.

MAB는 조류 매체의 150 μL 볼륨 가득 미세 유체 흐름 셀 챔버에 포함되고 접촉 패드는 전기적으로 (그림 BASI 시스템에 연결되어URE 4). 클로렐라의 vulgaris의 광합성 활동은 주위의 빛과 어두운 조건에서 모니터링됩니다.

Protocol

1. 폴리 (4 - 스티렌 설포 네이트 나트륨) (PEDOT : PSS) - 이온 H +와 CO에 대한 Electropolymerization 솔루션 3 2 폴리 (3,4 - 에틸렌)의 준비

  1. 완전히 (약 10 초) 분산 될 때까지 10 ㎖ 탈 이온수 (DI) 물과 소용돌이에 - 70 밀리그램 폴리 (4 - 스티렌 설포 네이트 나트륨) (나 + PSS)를 추가합니다.
  2. 용액이 완전히 혼합 될 때까지 1.1 솔루션 소용돌이 10.7 ㎕의 3,4 - ethlyenedioxythiophene (EDOT)를 추가합니다.

2. 칼슘 황산염 (PEDOT : 카소 4) 칼슘 2 Electropolymerization 솔루션 + 이온 폴리 (3,4 - 에틸렌)의 준비

  1. 10 ㎖ DI 물과 소용돌이에 136 밀리그램의 칼슘 황산염 CASO (4) 추가, 솔루션은 완전히 분산 유백색 표시되지 않습니다.
  2. 완전히 혼합 될 때까지 2.1와 소용돌이의 솔루션에 10.7 μL EDOT를 추가합니다.

3. PEDOT 기반의 Electropolymerization전도성 고분자

  1. 생 분석 시스템 주식 회사 (BASI) C3 셀 스탠드 (그림 3)과 EC 엡실론 텐쇼 / galvanostat는 electropolymerization에 대한 전기 화학적 셀을 형성하는 데 사용됩니다. 용존 산소를 제거하는 20 분 동안 전기 세포와 질소 거품 PSS electropolymerization 솔루션 : EDOT를 놓습니다.
  2. 이제 전기 화학 셀의 상대 전극 위치에서 백금 거즈 클립. 그런 백금 거즈에 직면 작동 전극과 전기 화학 셀의 작동 전극 위치에서 MAB 클립. PSS electropolymerization 솔루션 : 만 원형 전극 PEDOT에 빠져들되도록 MAB 깊이를 조정합니다. 사각 전기 접촉 패드를 가진 솔루션의 접촉을 피하십시오.
  3. BASI 포화은 / 염화은 (자세 / AgCl을) 전기 화학 셀의 참조 전극의 위치에 전극을 배치합니다. 기준 전극이 작동하고 counte 사이에 있지 않은지 확인R 전극.
  4. PEDOT의 경우 : PSS 증착 : 거품 전기 20 분간 세포와 0V에서 단일주기 voltammogram을 실행하는 EC 엡실론 텐쇼 / galvanostat을 사용 - 20의 스캔 속도와 1.1V ± 100 μA의 규모 MV / 초.
  5. 에 대한 PEDOT : 카소 4 증착 : 거품 20 분 동안 전기 화학 셀, 30 분 nA의 814에 chronopotentiometry를 실행하는 EC 엡실론 텐쇼 / galvanostat를 사용합니다.

4. K 3 철의 PEDOT 계 고분자 복합체의 순환 전압 전류계 (CN) 6

  1. 3.1-3.3 위의 단계를 수행합니다.
  2. ± 10 μA의 규모 MV / 초 (25, 50, 75, 100, L25, 150, 175, 200)의 스캔 속도를 변화와 -653 MV에서 853 mV에서 하나의 순환 전압 전류를 실행하는 EC 엡실론 텐쇼 / galvanostat을 사용하여 .

5. 표면 기능화 프로토콜

  1. 3 단계로 관심의 이온에 대한 특정 예금 전도성 고분자 결합.
  2. 6 단계로 이온 선택 막을 적용합니다.

6. 이온 선택 막 적용

  1. 진공 회 척을 중심 MAB.
  2. MAB 및 런타임의 중앙 위에 보증금 100 μL 막.
  3. 5 초 램프 아래로 30 초 동안 1,500 rpm으로 스핀 코터와 스핀 코트 이온 선택 막.
  4. 30 분 동안 스핀 코팅 MAB를 진공 청소기로 청소 20 분 동안 70 ° C 오븐에서 칩을 굽는다.

7. 이온 선택 막 - pH와 탄산 PEDOT-PSS 전도성 고분자 접합 (CO 3 2)의 보정

  1. 조건에 10 μM의 중탄산 나트륨 (NaHCO3를) 및 조류 미디어 5 MM의 칼륨 염화물 (KCl을)에서 하룻밤 MAB.
  2. 마이크로 유체 유동 세포 칩 홀더에 MAB를 삽입합니다.
  3. 초기의 pH 값 또는 농도 (CO 3 2 예, pH가 4 또는 10 μM -)와 5ml를 시험 용액을 주입. 온것을 제거흐름 세포 칩 홀더에서 준한.
  4. 흐름 세포 전기기구 상 유동 세포 칩 홀더를 놓습니다.
  5. EC 엡실론 소프트웨어를 열고 개방 회로 전위 (OP) 모드로 들어갑니다. 300 분, ± 1V에 전압 스케일, 10 kHz로 컷오프 주파수에 시간을 설정하고, 값마다 2 초를 기록합니다.
  6. MAB는 보정 과정을 계속하기 전에 (플랫 행을 찾습니다) 안정 수 있습니다.
  7. MAB가 안정되면, 시험 용액으로하여 흐름 세포를 세척하고 보정 할 다음 농도를 주입 (산도 5 또는 3 CO 2를 25 μM -). 더 거품이 흐름 세포를 입력 할 수 없습니다 있는지 확인합니다. pH가 6, 7, 8, 9 또는 CO 3 2 단계 7.5 및 7.6를 반복 - 50의 농도, 75, 100, 250, 500, 750, 1000 μM.
  8. 최종 농도가 실행 된 후, 질소 공기와 MAB 건조를 제거합니다.
  9. MAB 다시 다음 사용 때까지 신선한 조절 용액에 넣습니다.

2 카소 4 전도성 고분자 접합

  1. 조건 0.1 M 염화칼슘과 10 μM에 NaNO 3 7 ML에서 하룻밤 MAB.
  2. 7.10-7.2과 같은 단계를 수행합니다. 단계 8.3, 0.01 mM의 염화칼슘의 초기 농도와 탄산 테스트 솔루션을 대체합니다. 시험 용액 0.05의 농도, 0.1, 0.5, 1, 10 MM에 대해이 단계를 반복합니다.

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Representative Results

PEDOT의 순환 voltammogram (CV) 결과의 예 : PSS와 해당 음극 피크 전류 (I P) 대 스캔 속도 (V 1 / 2)는 각각 그림의 5A5B에 표시됩니다. PEDOT : 다양한 스캔 속도 및 음극 피크 전류에서 카소 4 표시되지 않습니다. PSS와 PEDOT : 랜들 - Sevcik 분석 10, 고체 접촉 PEDOT의 유효 표면적을 이용하여 이온 선택성 막 않고 카소 4는 각각 4.4 × 10 -11 cm 2 5.8 × 10 -11 cm 2 것으로 나타났다. 이 값은 때문에 우리의 연구 그룹 11에서보고 된 전극 크기보다 ~ 130 배 작은되는 전극의 크기 이전에보고 된 전극에 비해 상대적으로 작다. MAB 전극 유효 면적이 나노 물질 11로 표면을 수정하여 향상시킬 수 있습니다.

PEDOT에 따라 ISES를위한 t "> 교정 결과 : PSS 고분자 조류의 중간 20 일 저장 후 4 일부터 9 사이의 pH를 가진 조류 미디어 복합체는 그림 6에 표시된 기울기 프로파일의 변화는 복잡으로 인해 수 있습니다. 생물학적 매체 (ATCC 매체 :. 1.0 L 브리스톨의 솔루션 및 오염 물질과 측정에 영향을 미칠 수있는 방해 염이 약 1.0 g 단백질 분해 효소 펩톤 (BD 진단 시스템, 스파크, MD, USA)는 작업의 목적은 ASSISE 능력을 테스트하는 것입니다 실제 세포 배양 환경에서 측정을 수집합니다.

- 조류 생물 중간 산도 8.5 (그림 7)에 버퍼링 조류 생물 매체 모두 1 mm에서 0.01 mm의 농도 범위와 솔루션 탄산 PSS (CO 3 2) : 우리는 PEDOT에 대한 교정 결과 지금십시오. 측정은 pH가 7.8에서 수행됩니다. 삽입이 버퍼와 기울기의 저하와 농도의 변화를 보여줍니다솔루션입니다. 결과는 탄산 선택적 전극의 pH 의존성을 보여줍니다. 하나는 용해 된 형태로 다른 탄산 종의 존재를 고려하면 이러한 결과는 의미가, 특히 H 2 CO 3 (탄산), HCO 3 - (중탄산염) 및 CO 3 2 - (탄산). 중탄산염에서 탄산염는 PK A2 값은 10.4 동안 탄산 형태로 탄산에 대한 약동학 A1 값은 6.4이다. pH가 PKA보다 낮은 경우, 종의 양성자 형태로있는 동안 pH가 PKA보다 클 때, 종의 탈수 소화 형태로되어 있습니다. 측정은 pH가 7.8에서 수행되기 때문에, 대부분의 종은 중탄산염 형태입니다. 전압의 증가는 탄산 종의 증가와 관련이. 생물학적 미디어 측정을 수행 할 때 때문에 탄산 농도의 pH 의존성, 하나는이 종속성을 고려해야합니다. PEDOT와 MAB를 사용하여 측정 : PSS 기반pH가 7.8에서 미세 조류 클로렐라의 vulgaris를 포함하는 150 μL 조류의 중간에있는 ISE는 그림 8에 표시됩니다. 우리는 빛과 어둠 조건을 번갈아 탄산 농도 년간의 변화와 상관 관계가 30 MV 변경 사항을주의하십시오. 이러한 결과는 광합성 미세 조류의 생리 활성을 고려하여 설명 할 수있다. 어두운 조건에서 조류은 광합성 활동이 발생하지 휴면 상태로 남아 있습니다. 이 MV 읽기가 일정하고 초기 기본 읽기에 가까운 남아 그래프에서 볼 수 있습니다. 조류는 빛에 노출되면, 그들은 적극적으로 광합성을 겪고, 따라서 HCO 3 감소 - 예상대로 및 CO 3 2 레벨이 관찰된다. MV 독서의 관점에서이 HCO 3 단계 이후 전압의 증가에 대응한다 - 그리고 CO 3 2 수준은 감소된다. PEDOT에 대한 교정 결과 : 카소 40.01 밀리미터에서 1 ㎜에 이르는 농도의 염화칼슘 용액은 그림 9에 표시됩니다. PEDOT : 카소 4 패턴 고사리 포자 Ceratopteris의 richardii에서 칼슘 수준을 측정하기위한 3 차원 전극 형식에 사용되며, 그 결과는 여기에 소개되지 않는다. 결과는 칼슘 2 년간의 변화 + 농도 30 MV에 대한 거의 따른다 Nernstian 기울기 프로파일을 보여줍니다. 교정 결과는 고사리 포자 발아에 칼슘이 현재의 수준을 측정하는 데 사용됩니다. 이러한 결과는 여기에 제시되지 않습니다.

모든 측정의 경우, 측정 선형 범위는 응용 프로그램에 필요한 범위에 맞게 지어진다.

그림 1
그림 1. 다중 분석 바이오칩 (MAB)가. 바이오칩 여러 작업 및 참조 전극으로 구성되어 있습니다.

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그림 2. MAB 설계 회로도. MAB는 참조 전극 (정규 표현식으로 구성 ISE 작업 전극 (WES)으로 구성 9 백금 전극 = 240 μm의), 5 편 (Ø는 = 480 μm의) 전극으로 구성된 10 X 11mm의 바이오칩입니다 ). 나머지 3 자신의 RE가있을 때 세 개의 전극으로 구성된 두 세트, 기준 전극 (RE)를 공유 할 수 있습니다. 나머지는 전류 법 측정하기위한 것입니다 동안 공유 정규 표현식 세 WES의 세트는, 전위차 측정을위한 것입니다. 웨스과 해당 정규 표현식은 동등하게 간격 1.4 mm에 간격 있습니다. 이 전극은 바이오 칩의 한쪽 끝에있는 백금 접촉 패드 (0.5 × 0.5 mm)에 연결되어 있습니다.

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그림 3. BASI 세포 스탠드는 세 개의 전극 텐쇼 / galvanostat 시스템입니다. BASI는 전기 마이크로 유체 흐름 셀 챔버와 실시간으로 기록 전압 측정에 연결되어 있습니다.

그림 4
4 그림. 미세 유체 흐름 셀 챔버는. 주사기 바이오칩에 측정 액체를 밀어 미세 유체 챔버의 입구와 출구 모두에서 연결되어 있습니다.

그림 5
그림 5. () 다양한 스캔 속도로 순환 전압 전류 법의 프로필과 랜들 - Sevcik의 스캔 속도 대 (B) 해당 음극 피크 . PSS와 PEDOT : 분석 랜들 - Sevcik의 분석을 바탕으로이 전극의 유효 표면적이 4.4 × 10 -11 cm 2 PEDOT에 대한 × 10 -11 cm 2 5.8로 계산 하였다. 카소 4 각각 보려면 여기를 클릭하십시오 큰 그림 .

그림 6
6 그림. MAB에 대한 교정 프로파일은 PEDOT에 따라 ISES :. 이십팔일의 과정을 통해 같은 바이오칩으로 실시 4 가지 측정을위한 증가 산도와 솔루션 PSS는 결과로 인해에 H + 이온의 변동에 pH가 4에서 큰 오차 범위를 표시 낮은 검출 한계.

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그림 7. CO 3 2 농도 증가와 CaCO 3 솔루션 PSS - 조류의 중간 모두와 pH를 8.5에서 조류의 중간 버퍼 결과는 CO 3 2 산도의 효과를 보여줍니다 - 인해에 감지 : MAB에 대한 교정 프로파일은 PEDOT에 따라 ISES. 다른 해리 상수 (PKA) 값에 여러 탄산 종의 가용성 - H 2 CO 3 (탄산), HCO 3 - (중탄산염) 및 CO 3 2 - (탄산). 농도 - MABS 자연 샘플에서 측정을 수행 할 수 있기 때문에, 교정 CO 3 2 년의 변화 당 -30 MV의 기울기를 보여 버퍼 조류 미디어와 함께 만들어집니다.

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그림 8. CO 3 2 -. 농도 - 주변 조명과 30 MV의 변화를 보여주는 어두운 조건에서 생물학적 모델 클로렐라의 vulgaris와 농도 측정이 ~ 30 MV의 변화는 CO 3 2 년간 변화에 연관시킵니다. 만 조류 미디어 제어 기능 바이오칩을 나타내는 응답을 보여줍니다.

그림 9
9 그림. MAB에 대한 교정 프로파일은 PEDOT에 따라 ISES :. 농도 증가와 염화칼슘 용액에 PSS는 결과는 칼슘 2 년간의 변화 + 농도 30 MV의 양이온을 위해 가까운 따른다 Nernstian 기울기 프로파일을 보여줍니다.

S "> H + 막의 화학 성분 중량 % 회사 카탈로그 번호 폴리 우레탄 (PU) 23.1 % 시그마 알드리치 81367-5G 폴리 염화 비닐 (PVC) 9.9 % 시그마 알드리치 81387-250G 칼륨 테트라 키스 [3,5 - 비스 (트리 플루오로 메틸) 페닐] 붕산 (KTFPB) 0.5 % 시그마 알드리치 60588-10MG 수소 이온 운반체 I (H + 이온 운반체) 1 % 시그마 알드리치 95292 - 수량 (개) 100mg 비스 (2 - 에틸 헥실) 세바 (DOS) 65.5 % 시그마 알드리치 84818-25ML 칼슘에 대한 화학 성분 + 중량 % 폴리 우레탄 (PU) 10.0 % 시그마 알드리치 81367-5G 폴리 염화 비닐 (PVC) 19.0 % 시그마 알드리치 81387-250G 칼륨 테트라 키스 [4 - chloropheny) 붕산 (KTpCPB) 0.7 % 시그마 알드리치 60591 - 수량 (개) 100mg 칼슘 이온 운반체 I (칼슘 2 + 이온 운반체) 1.0 % 시그마 알드리치 21193 - 수량 (개) 100mg 비스 (2 - 에틸 헥실) 세바 69.3 % 84818-25ML CO 3 2 화학 성분 - 멤브레인 중량 % 폴리 우레탄 (PU) 17.8 % 시그마 알드리치 81367-5G 폴리 비닐염화 비닐 (PVC) 18.2 % 시그마 알드리치 81387-250G Tridodecylmethylammonium 염화 (tmACl) 1.0 % 시그마 알드리치 91661 - 수량 (개) 100mg 탄산 이온 운반체 IV (CO 3 2 - 이온 운반체) 9.0 % 시그마 알드리치 21856-1EA 비스 (2 - 에틸 헥실) 세바 54.0 % 시그마 알드리치 84818-25ML

표 1. 이온 선택 막 화학 성분. 모든 막 조성물은 10 % 중량 / 볼륨 용매 (시클로 헥사 논)에 용해된다. 모든 막 조성의 경우, 실리콘 테트라 (시그마 알드리치, 제품 번호 : 215120) 4.3 ㎎을 건조 구성 요소 100 밀리그램 추가되었습니다.

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Discussion

MAB 바이오 칩 백금 전극, 측정 전기 신호로 관심의 이온 농도를 transduces하는의 조합에 PEDOT 기반의 CP 공액 전달 층 꼭대기 ISM에서 건설 ASSISEs으로 구성되어 있습니다. 안정된 전극 전위는 CP 층과 ISM 층 모두에 의해 정의됩니다. 두 레이어는 MAB 및 측정 전기 신호의 품질 (소음, 드리프트)의 작동 수명을 결정합니다.

PEDOT 모두의 이온 및 전자 성질 (산화 된 형태)로 전달 레이어 때문에 같은 특히 매력적이다. PEDOT는 효과를 편광 전도성 전극을 최소화하기 위해 높은 산화 환원 용량에 대한 용량을 가지고, 우리는 153 MV ± 6 대 자세 / AgCl을에서 안정적인 산화 환원 전위를 측정했다. 이 특성은 고체 내부 접점 12을 사용하는 ISE의 잠재적 인 안정성을 위해 필요합니다. PEDOT은 : PSS CP 복합체 SMA에 대한 변환기로 사용됩니다LL 가의 양이온 (예 : H +)와 가의 음이온 (예를 들어, CO 3 2 -). 탄산 선택적 전극의 비선형 기울기 프로파일은 산도에 대한 의존도 때문입니다. - 이온 미세 조류와 측정, 동시 측정은 H +와 CO 3 2 이루어져야합니다. CO 3 2 - 결과 측정을 기존의 전극 13 차원 14 훨씬 더 큰 유사한 평면 전극의 그것과 비슷합니다. 따라서, 여기에보고 된 전극 형상 전위차 속성을 변경하지 않습니다. 또한,이 솔루션은 CO 3 2 pH가 8.5 년의 변화에 대한 기울기 프로파일에 버퍼링 할 때 - 농도는 -30에서 -17 MV로 감소. , CO 3 - 2 -, 및 CO 2를 용해 모든 수용액에 공존이 equilibriu이 H 2 CO 3, HCO 3 사실에 의해 설명 될 수M은 산도에 따라 달라집니다. 더 많은 연구가 탄산 이온 결과의 측면을 탐구하기 위해 필요합니다. 카소 4 폴리머 결합 : 양이온의 측정을 위해, 우리는 PEDOT의 결과 카소 4 소금, 카운터 이온 PSS를 대체합니다. 우리는 고분자 결합체 내에서 용해 카소 4에서 과잉 가의 칼슘 2 + 양이온이 + 시료 용액에서 측정 된 칼슘의 결합 방지 믿습니다.

전기 방법 (순환 voltammetric 및 galvanostatic) PEDOT 계 고분자 복합체의 물리적 및 전기 화학적 특성 맞게 사용됩니다. 증착 이러한 전기 화학적 방법은 ASSISEs의 신속한 건설을위한 유용합니다. ASSISEs의 응용 프로그램은 이온 센서에 국한되지 않습니다, CP 복합체는 생체 분자로 작용 될 수 있으며, MAB는 바이오 센서로 작동 할 수 있습니다. H + 이온의 ISES 시연과 장기 기능 작동 수명으로 인하여, MAB 이타입니다복잡한 생물학적 액체 매체 환경에 장기적인 모니터링을 필요로하는 애플리케이션에 대한 상상력. 따라서, 그것은 약물 검사에서 이온의 생체 내 생물 의학 연구 및 장기 모니터링에 유용 할 수있는 잠재력을 가지고있다.

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Disclosures

우리는 공개 아무것도 없어.

Acknowledgments

우리는 MAB 장치의 와이어 본딩을위한 자금 지원 (보조금 번호 103498 및 103692), 퍼듀 대학교는 Birck Nantechnology 센터 게일 록우드에 대한 NASA 우주 생물학 과학 기술 장비 개발 (ASTID) 프로그램을 감사 좋아하고, 준 진형 공원에 대한 것 흐름 셀 챔버의 CAD 드로잉입니다.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
3,4-Ethylenedioxythiophene Sigma-Aldrich 483028
Poly(sodium 4-styrenesulfonate) Sigma-Aldrich 243051
EC epsilon galvanostat/potentiostat Bioanalytical Systems Inc. e2P
Saturated Ag/AgCl reference electrode Bioanalytical Systems Inc. MF-2052
Pt gauze Alfa Aesar 10283
Potassium ferricyanide Sigma-Aldrich P-8131
Potassium nitrate J.T. Baker 3190-01
Sodium bicarbonate Mallinckrodt/ Macron 7412-12
Sodium carbonate Sigma-Aldrich S-7127
Calcium chloride J.T. Baker 1311-01
Potassium chloride Sigma-Aldrich P9541
Calcium sulphate Sigma-Aldrich 237132
C3 cell stand Bioanalytical Systems Inc. EF-1085
Flow-cell chip holder Custom, courtesy of NASA Ames
Flow-cell electrical fixture Custom, courtesy of NASA Ames
Table 2. Specific reagents and equipment.

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References

  1. Migdalski, J., Bas, B., Blaz, T., Golimowski, J., Lewenstam, A. A Miniaturized and Integrated Galvanic Cell for the Potentiometric Measurement of Ions in Biological Liquids. J. Solid State Electrochem. 13, 149-155 (2009).
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Wan Salim, W. W. A., Zeitchek, M.More

Wan Salim, W. W. A., Zeitchek, M. A., Hermann, A. C., Ricco, A. J., Tan, M., Selch, F., Fleming, E., Bebout, B. M., Bader, M. M., ul Haque, A., Porterfield, D. M. Multi-analyte Biochip (MAB) Based on All-solid-state Ion-selective Electrodes (ASSISE) for Physiological Research. J. Vis. Exp. (74), e50020, doi:10.3791/50020 (2013).

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